Dimensionarea Turbinei Kaplan

1. Date de proiectare.

- puterea turbine.

- căderea turbinei.

- debitul dublu unitar.

- turaţia dublă unitară

- randamentul.

- densitatea apei.

2.1. Calculul diametrului rotorului.

(1)

(2)

Din formula (2) rezultă formula (2’):

(2’)

Ţinând cont de formula (1) şi de formula (2’), formula (1’):

(1’)

Din formula (1’) rezultă diametrul rotorului:

Dr=8.34 m

2.2. Calculul diametrului arborelui.

(1); (2); (3)

(4); (5); (6);

Din formula (4) se calculează turaţia (4’):

(4’)

n=67.29 rot/min

Formula (4’) se introduce în formula (3) rezultând formula (3’), apoi se calculează viteza unghiulară:

(3’)

ω=7.04 steradian

Ţinând cont de formula (3’) şi de formula (2) se calculează momentul de torsiune şi rezultă (2’):

(2’)

Mt=9791094,92 N/m

Înlocuind momentul de torsiune în formula (1) se calculează modulul de rezistenţă polar şi rezultă (1’):

(1’)

Wp=0,21 N

Ţinând cont de modulul de rezistenţă polară din formula (1’) şi de formula (5) se calculează diametrul exterior al butucului şi rezultă (5’)

(5’)

De=1,21m

Ţinând cont de diametrul exterior al butucului şi formula (6) se calculează diametrul interior al butucului (6)’

(6’)

Di=0.968m

2.3. Calculul diametrului şuruburilor ce realizează prinderea dintre flanşa arborelui şi capacul rotorului.

Constructiv se va alege numărul de şuruburi pentru asamblare şi diametrul de dispunere a şuruburilor.

Legendă:

1. Flanşa arborelui

2. Capacul rotorului

3. Şuruburi de prindere

– Momentul de torsiune motoare

– Momentul de torsiune rezistent

– Diametrul şuruburilor ce realizează prinderea dintre flanşa arborelui şi capac.

– Diametrul şuruburilor ce realizează prinderea dintre capac şi cilindrul arborelui

– Diametrul şurubului ce realizează prinderea dintre flanşa arborelui şi capac.

– Diametrul şurubului ce realizează prinderea dintre capac şi cilindrul arborelui

(1); (2); (3)

Din formula (3) se calculează forţa de forfecare (3’) :

(3’)

Ff1=3554510,14N

Forţa de forfecare se introduce în formula (2) şi se calculează astfel aria şurubului (2’):

(2’)